古建筑一般是指古人遺留下來的具有較長歷史年代的寺、廟、殿、樓、塔等建筑，它是研究古代社會政治經濟、文化藝術、宗教信仰的歷史資料，也是人類文化遺產的瑰寶。由于古建筑多為木結構，火災荷載較大，一旦遭雷擊起火，火勢易蔓延，可能造成難以挽回的損失。而我國現存古建筑的防雷還存在許多問題，比如防雷引下線少，不易采取均衡電位措施，沒有防球雷措施等。因此北京中漢悟誠智能防雷公司小編撰文介紹幾種常見的防雷技術，希望對古建筑防雷工作有所啟示。

 

 

 

1. 古建筑易遭雷擊的原因

 

一般雷擊類型可分為直擊雷、感應雷、雷電波侵入和球雷四種。對古建筑危害較大的主要是直擊雷和球雷。而要產生雷擊，首先必須有足夠的電量積累，達到一定的強度，擊穿絕緣空氣，形成電流通道；其次要有突出的物體造成其周圍電場突變，感應出異號電荷。古建筑多為木結構，木材經過千百年變得十分干燥，在雨天潮濕，電阻率變小，并且內部年久積滿灰塵，易積蓄凈電，帶有電荷容易引來雷電流。還有很多古建筑建于高山上，本身地勢較高，且位置突出，更容易遭受雷擊；同時有些古建筑內高大樹木較多，也容易引雷殃及古建筑。

 

2. 古建筑的雷擊規律

 

雷擊規律的影響因素。大量雷害事故統計資料和試驗研究證明，雷擊的地點和建筑物遭受雷擊的部位是有一定規律的，這些規律稱為雷擊規律。地面上建筑物的性質、形狀，以及建筑物的結構、內部設備情況對雷擊的選擇都會產生影響。當雷電先驅發展到離地面不遠的空中時，地面上的電場不斷增強，在高大建筑物的尖頂和邊緣上場強最大，構成雷電發展的良好條件。雷電先驅就自然被吸引到這些地方，因此高大建筑物就容易遭雷擊。

 

A、地點上的規律。雷害事故表明，多數雷擊發生在靠近河湖池沼和潮濕地區，其次是大樹、旗桿、杉槁，球雷占8%.

 

B、雷擊部位上的規律。古建筑易受雷擊的部位多為屋角獸頭、房脊和梁柱以及豐寶銅頂。北京十三陵長陵的棱恩殿、鼓樓、故宮的承乾殿皆因獸頭、屋脊被雷擊起火，也恰恰說明了這一規律。故此在防雷時應加以防范。

 

 

二、古建筑防雷技術

 

隨著科技大發展，人們對雷電知識的了解逐步深入，防雷技術也不斷更新，但主要有以下7種：避雷針防雷法、法拉第籠式防雷法、滾球防雷法、E·F避雷保護系統、消雷器防護法、避雷設施保護法、人工影響雷電防雷法。幾種方法各有側重，對古建筑較為適用的是避雷針防雷法。

 

1. 避雷針系統

 

防雷原理及使用范圍

 

A、防雷原理。避雷針防雷法是利用避雷針高出被保護物的高度，使雷云下的電場發生畸變，從而將雷電流吸引到避雷針上，通過引下線和接地裝置導入大地，使被保護對象免遭雷電直擊。也就是說其實質并不是避雷，而是引雷。

 

B、適用范圍。避雷針系統主要用于防直擊雷，這一系統的接閃器有很多，如：避雷針、避雷線、避雷網、帶等。由于古建筑防雷設置不僅要具有實效性，同時要盡量保持其原有風貌，所以多用避雷帶、網作為古建筑防雷的接閃器。

 

 

2. 避雷針系統的局限性

 

A、保護范圍不穩定。避雷針保護范圍是一個傘形或屋脊形保護區，其張開角度受到接閃器設置高度、雷電強度等多種參數的影響，有的采用30，有的采用60，盡管關于保護角的計算公式很多，但如何確定一直是富蘭克林防雷理論的最大困擾所在。

 

B、反擊問題。當雷擊避雷針或避雷帶時，由于引下線的阻抗，對地電壓可達到相當高的數值，以至于可能造成接閃器及引下線向周圍設備跳火反擊。避雷針系統還存在著感應電壓的危害，以及接觸電壓和跨步電壓等問題，但其對古建筑危害不大，在此不作詳細討論。

 

3. 球雷的預防

 

球雷概述：

 

球雷很久以來就引起了人們的注意，根據球雷現象規律和許多球雷案例剖析及模仿實驗表明：球雷是空中帶靜電荷氣霧層運動相互作用放電電離的結果。其本質是一個由高速旋轉電子封閉的等離子球體，之所以能形成球體，主要是空氣中氣霧層電離產生強電場和高頻電磁振蕩，產生一團漩渦狀等離子體的緣故。漩渦體的存在或消失，取決于其內部的電磁平衡和能量補充。球雷是一個復雜的電荷系統，球體本身好似法拉第籠，對外不呈現電性，普通避雷針、網、帶對其不起作用，并能從網、帶孔洞縫隙中自由出入。故此，目前還沒有同它斗爭的較為有效、可靠的辦法。

 

球雷的基本預防措施：

 

由于球雷的難預防性，防護球雷的最好方法是采用屏蔽。對于一般的建筑（鋼筋混凝土），可將門窗加上金屬紗網與全部鋼筋連成一片，構成一個籠式防雷網，可以防止球雷侵入。但對古建筑這樣做是很困難的。對重要的古建筑應當做金屬紗窗和金屬紗門，將它可靠接地；對次要的古建筑，如不能補加金屬紗門窗，應注意在雷雨天緊閉門窗，力爭達到全封閉狀態，以防球雷的侵入，但不可用紙裱糊門窗。